JP2022101016A - ヒートシンク、活性エネルギ照射装置及び活性エネルギ照射システム - Google Patents

ヒートシンク、活性エネルギ照射装置及び活性エネルギ照射システム Download PDF

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Abstract

Figure 2022101016000001
【課題】冷却効率を高めることが可能なヒートシンク、活性エネルギ照射装置及び活性エネルギ照射システムを提供する。
【解決手段】ヒートシンク４は、ＬＥＤ素子３２と熱的に接続されるベースプレート４１と、ベースプレート４１の上面上に立設されY方向に隙間をあけて並べられた複数の放熱フィン４２と、複数の放熱フィン４２と交差するように設けられＸ方向において複数の放熱フィン４２を仕切る仕切り板４４と、を備える。仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２の間においてベースプレート４１側がベースプレート４１側とは反対側よりもエアがＸ方向に通過するように、複数の放熱フィン４２を仕切る。
【選択図】図９

Description

本発明は、ヒートシンク、活性エネルギ照射装置及び活性エネルギ照射システムに関する。
従来、発熱部と熱的に接続されるベースプレートと、ベースプレートの表面上に立設され表面に沿う第１方向に隙間をあけて並べられた複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１－１１８９７２号公報
上述したようなヒートシンクでは、例えば発熱部の発熱量が増加する場合でも小型化及び軽量化を実現するべく、冷却効率を高めることが望まれる。
本発明は、冷却効率を高めることが可能なヒートシンク、活性エネルギ照射装置及び活性エネルギ照射システムを提供することを目的とする。
本発明のヒートシンクは、発熱部と熱的に接続されるベースプレートと、ベースプレートの表面上に立設され、表面に沿う第１方向に隙間をあけて並べられた複数の放熱フィンと、複数の放熱フィンと交差するように設けられ、表面に沿い且つ第１方向と交差する第２方向において複数の放熱フィンを仕切る仕切り部材と、を備え、仕切り部材は、複数の放熱フィンの間においてベースプレート側がベースプレート側とは反対側よりもエアが第２方向に通過するように、複数の放熱フィンを仕切る。
このヒートシンクでは、例えば、複数の放熱フィンにベースプレート側とは反対側からエアが流入した場合、仕切り部材の存在により、当該エアは、複数の放熱フィンの間において、ベースプレート側へ流れた後に第２方向に流れて折り返し、ベースプレートから離れる側へ流れる。したがって、複数の放熱フィンの間にエアを効果的に流すことができ、冷却効率を高めることが可能となる。
本発明のヒートシンクでは、仕切り部材におけるベースプレート側の端は、ベースプレートから離れていてもよい。この場合、仕切り部材におけるベースプレート側の端とベースプレートとの間をエアが通過する空間とすることができる。複数の放熱フィンの間においてベースプレート側がその反対側よりもエアが第２方向に通過する構成を、具体的に実現することができる。
本発明のヒートシンクでは、仕切り部材におけるベースプレート側には、エアを通過させる通気部が設けられていてもよい。この場合、通気部をエアが通過する空間とすることができる。複数の放熱フィンの間においてベースプレート側がその反対側よりもエアが第２方向に通過する構成を、具体的に実現することが可能となる。
本発明のヒートシンクでは、仕切り部材は、メッシュ部を有し、メッシュ部におけるベースプレート側は、メッシュ部におけるベースプレート側とは反対側よりも開口率が大きくてもよい。この場合、メッシュ部をエアが通過する空間とすると共に、メッシュ部のベースプレート側をエアがより通過する空間とすることができる。複数の放熱フィンの間においてベースプレート側がその反対側よりもエアが第２方向に通過する構成を、具体的に実現することが可能となる。
本発明のヒートシンクでは、仕切り部材は、複数の放熱フィンにロウ付けされていてもよい。これにより、複数の放熱フィンと仕切り部材とを熱的に接続し、仕切り部材により複数の放熱フィンの熱を効果的に拡散させることができる。
本発明のヒートシンクでは、複数の放熱フィンには、ベースプレート側とは反対側に開口するスリットが形成され、仕切り部材は、複数の放熱フィンのスリットに挟まっていてもよい。この場合、仕切り部材を容易に設けることができる。
本発明のヒートシンクでは、第１方向から見て、スリットを構成する辺のうち、対向する一対の辺の少なくとも一方は、スリットの内側に入り込むように曲がっていてもよい。この場合、仕切り部材をスリット内に挟まるように挿入したとき、当該辺が曲かっていることに起因してスリットの内面がバネ（かしめ）として働き、仕切り部材と放熱フィンとの接触を確実なものとし、これらの間で熱を効果的に伝わるようにすることができる。
本発明のヒートシンクでは、仕切り部材は、互いに離れて一対設けられていてもよい。この場合、一対の仕切り部材により複数の放熱フィンを仕切ることができる。
本発明のヒートシンクは、複数の放熱フィンに埋め込まれるように設けられ、複数の放熱フィンと熱的に接続されたヒートパイプを備えていてもよい。この場合、ヒートパイプを利用して効果的に放熱させること可能となる。
本発明のヒートシンクでは、ヒートパイプは、複数の放熱フィンに埋め込まれるように互いに離れて一対設けられた第１ヒートパイプと、複数の放熱フィンにおける一対の第１ヒートパイプの間に埋め込まれるように互いに離れて一対設けられ、第１ヒートパイプよりも長い第２ヒートパイプと、を有し、仕切り部材は、隣り合う第１ヒートパイプの一方と第２ヒートパイプの一方との間、及び、隣り合う第１ヒートパイプの他方と第２ヒートパイプの他方との間のそれぞれに設けられていてもよい。この場合、例えば、複数の放熱フィンの間において、ベースプレート側へ流れるエアを第１ヒートパイプに接触させた後、折り返してベースプレートから離れる側へ流れるエアを第２ヒートパイプに接触させることが可能となる。つまり、複数の放熱フィンの間を流れるエアについて、温度がまだ比較的低い状態では第１ヒートパイプに接触させ、その後に温度が上がった状態では、放熱能が第１ヒートパイプよりも高い第２ヒートパイプに接触させることが可能となる。これにより、ヒートパイプを利用して均一的に放熱させることができる。
本発明のヒートシンクでは、複数の放熱フィンのそれぞれには、ベースプレート側とは反対側に開口する溝が形成されていてもよい。この場合、溝を利用して、他の部材を放熱フィンに係合させることが可能となる。
本発明の活性エネルギ照射装置は、上記ヒートシンクと、ヒートシンクのベースプレートと熱的に接続され、少なくとも所定方向に沿って並ぶ複数の活性エネルギ照射部と、ヒートシンク及び活性エネルギ照射部を収容する筐体と、を備え、筐体内には、複数の放熱フィンの間にベースプレート側とは反対側からエアを流入させる流路が設けられている。
この活性エネルギ照射装置では、ヒートシンクに流入したエアは、複数の放熱フィンの間をベースプレート側に流れた後、第２方向に折り返し、複数の放熱フィンの間をベースプレートから離れる側へ流れる。したがって、複数の放熱フィンの間にエアを効果的に流すことができ、冷却効率を高めることが可能となる。
本発明の活性エネルギ照射装置は、上記ヒートシンクと、ヒートシンクのベースプレートと熱的に接続され、少なくとも所定方向に沿って並ぶ複数の活性エネルギ照射部と、ヒートシンク及び活性エネルギ照射部を収容する筐体と、を備え、ヒートシンクの一対の仕切り部材は、ヒートシンクの複数の放熱フィンを、所定方向における外側に位置する一対の外側部分と、一対の外側部分の間に位置する内側部分と、に仕切り、筐体内には、一対の外側部分における複数の放熱フィンの間にベースプレート側とは反対側からエアを流入させる流路が設けられている。
この活性エネルギ照射装置では、ヒートシンクの複数の放熱フィンに流入したエアは、一対の外側部分のそれぞれにおける複数の放熱フィンの間をベースプレート側に流れた後、第２方向に折り返して合流し、内側部分における複数の放熱フィンの間をベースプレートから離れる側へ流れる。したがって、複数の放熱フィンの間にエアを効果的に流すことができ、冷却効率を高めることが可能となる。
本発明の活性エネルギ照射装置は、上記ヒートシンクと、ヒートシンクのベースプレートと熱的に接続され、少なくとも所定方向に沿って並ぶ複数の活性エネルギ照射部と、ヒートシンク及び活性エネルギ照射部を収容する筐体と、筐体に設けられ、ヒートシンクを通過したエアを筐体外へ排出する排気部と、筐体内におけるヒートシンクと排気部との間に設けられ、ヒートシンクを通過したエアを排気部へ流通させるダクトと、を備え、溝には、ダクトにおけるベースプレート側の一端部が差し込まれている。
この活性エネルギ照射装置では、ヒートシンクの複数の放熱フィンに流入したエアは、第１部分及び第２部分の何れか一方における複数の放熱フィンの間をベースプレート側に流れた後、第２方向に折り返し、第１部分及び第２部分の何れか他方における複数の放熱フィンの間をベースプレートから離れる側へ流れる。したがって、複数の放熱フィンの間にエアを効果的に流すことができ、冷却効率を高めることが可能となる。また、溝を利用してダクトを放熱フィンに係合することができ、ダクトと放熱フィンとの接続においてパッキン等のシール部材を不要にすることが可能となる。
本発明の活性エネルギ照射装置では、溝には、ダクトにおけるベースプレート側の一端部が、熱伝導材を介して差し込まれていてもよい。この場合、複数の放熱フィンからダクトへ熱を効果的に移動させることができる。
本発明の活性エネルギ照射装置では、活性エネルギ照射部は、紫外線又は電子線を照射してもよい。これにより、活性エネルギ照射装置を紫外線又は電子線を照射する装置として用いることができる。
本発明の活性エネルギ照射システムは、上記活性エネルギ照射装置を複数備え、複数の活性エネルギ照射装置は、所定方向において互いに当接するように並べられている。
所定方向において互いに当接するように複数の活性エネルギ照射装置が並べられる場合、各活性エネルギ照射装置では、隣接する他の活性エネルギ照射装置の影響により、複数の活性エネルギ照射部が高温化（特に、複数の活性エネルギ照射部のうちの所定方向の両端部に半いされた活性エネルギ照射部が高温化）しやすい。この点、本発明の活性エネルギ照射システムでは、上記活性エネルギ照射システムを備えることから、冷却効率を高めることができるため、複数の活性エネルギ照射部が高温化することを抑制することが可能となる。
本発明によれば、冷却効率を高めることが可能なヒートシンク、活性エネルギ照射装置及び活性エネルギ照射システムを提供することが可能となる。
図１は、一実施形態の活性エネルギ照射システムの斜視図である。 図２は、図１に示される活性エネルギ照射装置の斜視図である。 図３は、図２に示される活性エネルギ照射装置を下側から見た斜視図である。 図４は、図２に示される活性エネルギ照射装置の分解斜視図である。 図５は、図２に示される活性エネルギ照射装置における筐体の内部の構成を示す斜視図である。 図６は、図２に示される活性エネルギ照射装置におけるエアの流れを示す正面図である。 図７は、図６に示されるＡ－Ａ線に沿っての活性エネルギ照射装置の断面図である。 図８は、図７に示されるＢ－Ｂ線に沿っての活性エネルギ照射装置の端面図である。 図９は、図４に示されるヒートシンクの斜視図である。 図１０は、図４に示されるヒートシンクの正面図である。 図１１（ａ）は、図４に示されるヒートシンクの第１ヒートパイプの正面図である。図１１（ｂ）は、図４に示されるヒートシンクの第２ヒートパイプの正面図である。 図１２は、図４に示されるヒートシンクの一部を拡大して示す正面図である。 図１３は、図１に示される活性エネルギ照射装置におけるＬＥＤ基板の周辺のサーモカメラ画像を示す図である。 図１４は、変形例に係るヒートシンクの正面図である。 図１５は、変形例に係る活性エネルギ照射システムの斜視図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図１に示されるように、活性エネルギ照射システム１００は、例えばＵＶ（ultraviolet）プリンタに搭載されるシステムであって、複数の活性エネルギ照射装置１を備える。活性エネルギ照射装置１は、例えば印刷用途向けの高出力の空冷ＬＥＤ光源である。活性エネルギ照射装置１は、光（紫外線，活性エネルギ線）を被照射物に照射し、被照射物のインク乾燥等を行う。被照射物としては、例えば光硬化型インクが付着している印刷物が挙げられる。
活性エネルギ照射装置１は、直方体状の外形を呈する。活性エネルギ照射装置１は、所定方向において互いに当接するように並べられている。所定方向に並べられた複数の活性エネルギ照射装置１は、固定プレート１１に固定されて保持されている。図２、図３、図４及び図５に示されるように、活性エネルギ照射装置１は、筐体２、複数のＬＥＤ基板３、ヒートシンク４、吸気部５、排気部６、ダクト７、不活性ガス供給部８及び不活性ガス吸引部９を備えている。
なお、説明の便宜上、複数の活性エネルギ照射装置１が並ぶ所定方向を「Ｘ方向」とし、活性エネルギ照射装置１の光出射方向であってＸ方向と垂直な方向を「Ｚ方向」とし、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向を「Ｙ方向」とする。活性エネルギ照射装置１が光を出射する側を「下側」とし、その反対側を「上側」とする。Ｙ方向の一方側を「前側」とし、Ｙ方向の他方側を「後側」とする。
筐体２は、Ｚ方向に長尺状の矩形状を呈する。筐体２は、金属で形成されている。筐体２は、ＬＥＤ基板３、ヒートシンク４およびダクト７を収容する。筐体２は、前ケース２１及び後ケース２２が互いに組み付けられて構成されている。筐体２の上壁２ａには、筐体２を掴むための把持部２３が設けられている。筐体２の内部における後側には、Ｙ方向を厚さ方向とするドライバ基板１２が配置されている。ドライバ基板１２は、活性エネルギ照射装置１を駆動するための駆動用の電気回路基板である。ドライバ基板１２上には、ドライバ基板１２のトランジスタ等を冷却するドライバ基板用ヒートシンク１３が配置されている。ドライバ基板用ヒートシンク１３は、ドライバ基板１２のトランジスタ等に熱的に接続されている。
ＬＥＤ基板３は、所定回路を構成する矩形板状の基板３１（図８参照）と、基板３１上においてＸ方向及びＹ方向に所定ピッチで並設された発光素子であるＬＥＤ素子（活性エネルギ照射部）３２と、を含む。ＬＥＤ素子３２は、光（紫外線）を下方へ向けて出射する。ＬＥＤ基板３は、筐体２の内部における下端部に、基板３１の厚さ方向をＺ方向にして配置されている。ＬＥＤ基板３は、Ｘ方向に沿って並設されている。これにより、筐体２の内部には、数個～数百個のＬＥＤ素子３２が少なくともＸ方向に並べられる。ＬＥＤ基板３の各ＬＥＤ素子３２から出射された光は、筐体２の下壁２ｂに設けられたガラス板からなる光照射窓２４を介して、Ｙ方向に移動する被照射物に照射される。
ヒートシンク４は、ＬＥＤ基板３のＬＥＤ素子３２と熱的に接続された放熱部材である。ヒートシンク４は、エアとの熱交換により放熱する空冷式のヒートシンクである。エアは、ＬＥＤ素子３２の冷却用の熱媒体（冷媒）を構成する。ヒートシンク４は、ベースプレート４１、放熱フィン４２、ヒートパイプ４３及び仕切り板（仕切り部材）４４を有する。
ベースプレート４１は、矩形板状を呈する。ベースプレート４１の下面には、複数のＬＥＤ基板３が設けられている。ベースプレート４１の下面は、ＬＥＤ基板３の基板３１と当接する。放熱フィン４２は、Ｙ方向を厚さ方向とする平板状を呈する。放熱フィン４２は、ベースプレート４１の上面（表面）上に立設されている。放熱フィン４２は、Ｙ方向（第１方向）において隙間をあけて積層するように並べられている。
ヒートパイプ４３は、複数の放熱フィン４２に埋め込まれるように設けられている。ヒートパイプ４３は、複数の放熱フィン４２と熱的に接続されている。仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２と交差するように設けられている。仕切り板４４は、Ｘ方向を厚さ方向とする平板状を呈する。仕切り板４４は、Ｘ方向（第２方向）において複数の放熱フィン４２を仕切る。仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２にＸ方向に互いに離れて一対設けられている。一対の仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２を、Ｘ方向における外側に位置する一対の外側部分４２ｘと、一対の外側部分の間に位置する内側部分４２ｙと、に仕切る。
仕切り板４４におけるベースプレート４１側の端は、ベースプレート４１から離れている。つまり、仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２の間において下側（ベースプレート４１側）が上側（ベースプレート４１側とは反対側）よりもエアがＸ方向に通過するように、複数の放熱フィン４２を仕切る。仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２にロウ付けされて固定されている。ヒートシンク４は、ブラケット２５及び支持フレーム２６（図７参照）を介して筐体２に取り付けられている。
吸気部５は、筐体２の外部から筐体２の内部へエアを導入する。吸気部５は、筐体２の内部の後述するバッファ空間ＢＦにエアを導入する。吸気部５は、筐体２における前側の壁部２ｃの中央上方寄りの部分に設けられている。吸気部５は、吸気フィルタ（フィルタ部）５１、フィルタ保持部５２及び吸気口５３を有する。
図４、図５、図６及び図７に示されるように、吸気フィルタ５１は、筐体２の内部へ導入されるエアに含まれる異物（塵等）を捕集する。吸気フィルタ５１は、例えばウレタン等で形成されている。吸気フィルタ５１は、矩形板状の外形を呈する。吸気フィルタ５１は、前側から見て、壁部２ｃの中央上方寄りの部分に拡がっている。フィルタ保持部５２は、吸気フィルタ５１を収容して保持する。フィルタ保持部５２は、Ｙ方向を厚さ方向とする矩形板状の外板５２ｘを有する。外板５２ｘの前面は、筐体２の壁部２ｃの前面と同一平面上に位置する。フィルタ保持部５２は、ダクト７及びダクト７に設けられた支持フレーム２７に着脱可能に取り付けられている。
吸気口５３は、Ｙ方向（ヒートシンク４から排気部６に向かう方向と交差する方向）に沿って開口し且つ筐体２の内部に通じる貫通孔である。吸気口５３は、外板５２ｘにおけるＸ方向の両端部の領域に、互いに近接して並設されている。吸気口５３は、Ｚ方向を長手方向とする長孔形状の貫通孔である。吸気口５３から吸い込まれたエアは、吸気フィルタ５１を介して、筐体２の内部のバッファ空間ＢＦへ導入される（図８参照）。
排気部６は、筐体２の内部から筐体２の外部へエアを排出する。排気部６は、筐体２の上端部に設けられている。排気部６は、ファン６１を有する。ファン６１としては、例えば軸流ファンが用いられている。ファン６１は、下側からＺ方向に沿って吸い込んだエアを、上側へＺ方向に沿って圧送する。ファン６１は、筐体２の内部における上端部に固定されている。ファン６１の吐出側であって筐体２の上壁２ａには、例えばウレタン等で形成された排気フィルタ６２が取り付けられている。なお、排気フィルタ６２については、便宜上、図２のみにおいて示し、他の図での表示を省略する。排気部６におけるファン６１の吐出側には、例えば室外への排気用の外部配管（不図示）が接続される。
ダクト７は、筐体２の内部におけるヒートシンク４と排気部６との間に設けられている。ダクト７は、ヒートシンク４を通過したエアを排気部６へ流通させる。ダクト７は、ヒートシンク４を通過した不活性ガスを排気部６へ流通させる。ダクト７は、矩形管形状を呈する。ダクト７は、断面積一定でＺ方向に延びる直線部７１と、直線部７１の下流側に設けられ断面積が下流に行くに従って大きくなるようにＺ方向に延びる拡大部７２と、を有する。
筐体２の内部におけるダクト７のＸ方向の一方側及び他方側には、吸気部５により外部からエアが導入される空間であるバッファ空間ＢＦ（図８参照）が設けられている。バッファ空間ＢＦは、筐体２の内面とダクト７の直線部７１及び拡大部７２の外面とにより画成された空間である。ダクト７の下端部は、ヒートシンク４の放熱フィン４２に形成された溝４７に差し込まれて固定されている。ダクト７の上端部は、ファン６１の吸込側に固定されている。ダクト７は、支持フレーム２７を介して筐体２に取り付けられている。
図２、図３、図４及び図５に示されるように、不活性ガス供給部８は、筐体２の外部に不活性ガスを供給する。不活性ガスとしては、例えば窒素が挙げられる。不活性ガス供給部８は、不活性ガスを供給することにより、複数のＬＥＤ素子３２からの光の照射領域を含む領域に、不活性ガスが支配的な領域（酸素濃度が低い領域）を形成する。不活性ガス供給部８は、筐体２の前側の壁部２ｃにおける下端部に取り付けられている。不活性ガス供給部８は、矩形箱状のパージ筐体８１と、パージ筐体８１の上端面に設けられたソケット８２と、パージ筐体８１の下端部に設けられた噴出口８３と、を有する。不活性ガス供給部８では、ソケット８２から不活性ガスがパージ筐体８１に導入され、当該不活性ガスが噴出口８３から噴出される。
不活性ガス吸引部９は、筐体２の外部の不活性ガスを吸引して筐体２の内部に流入させる。不活性ガス吸引部９は、筐体２に取り付けられた構造体である。不活性ガス吸引部９は、筐体２の下壁２ｂにおける後側に、ネジ等の締結具により着脱可能に取り付けられている。不活性ガス吸引部９は、矩形箱状の吸引部筐体９１と、吸引部筐体９１の下面に設けられた吸引口９２と、吸引部筐体９１の内部に設けられた回収流路９３と、を有する（図７参照）。不活性ガス吸引部９では、吸引口９２を介して吸引部筐体９１の内部に不活性ガスが吸引され、当該不活性ガスが回収流路９３により筐体２の内部へ流通される。
図６、図７及び図８に示されるように、活性エネルギ照射装置１では、外部のエアが吸気部５により筐体２の内部のバッファ空間ＢＦに導入される。バッファ空間ＢＦに導入されたエアは、Ｚ方向に沿って下方へ流れた後、ヒートシンク４を通過してダクト７内に流入する。このとき、ヒートシンク４では、エアは、一対の外側部分４２ｘそれぞれの複数の放熱フィン４２の間をＺ方向に沿って下方へ流れた後、仕切り板４４とベースプレート４１との間を通って上方に折り返すように流れ、内側部分４２ｙにて合流する。そして、エアは、内側部分４２ｙの複数の放熱フィン４２の間をＺ方向に沿って上方に流れ、ダクト７内へ流入する。
また、バッファ空間ＢＦに導入されたエアは、Ｚ方向に沿って下方へ流れた後、ドライバ基板用ヒートシンク１３を通過する。ドライバ基板用ヒートシンク１３を通過したエアは、筐体２の内部における下方後側の空間を介して、ヒートシンク４の内側部分４２ｙの流れに合流し、内側部分４２ｙの複数の放熱フィン４２の間をＺ方向に沿って上方に流れ、ダクト７内へ流入する。ダクト７の内部に流入したエアは、Ｚ方向に沿って上方へ流れ、ファン６１を介して筐体２の外部へ排出される。
図７に示されるように、活性エネルギ照射装置１では、不活性ガス供給部８から噴出された不活性ガスは、不活性ガス吸引部９により吸引されて筐体２の内部に流入する。筐体２の内部に流入した不活性ガスは、筐体２の内部における下方後側の空間を介して、ヒートシンク４の内側部分４２ｙの流れに合流し、内側部分４２ｙの複数の放熱フィン４２の間をＺ方向に沿ってエアとともに上方に流れ、ダクト７内へ流入する。ダクト７の内部に流入した不活性ガスは、Ｚ方向に沿ってエアとともに上方に流れ、ファン６１を介してエアとともに筐体２の外部へ排出される。
本実施形態の活性エネルギ照射装置１では、図９、図１０、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように、ヒートシンク４のヒートパイプ４３は、Ｘ方向から見てＵ字状に屈曲して延びる。ヒートパイプ４３は、Ｙ方向から見てＺ方向に直線状に延びる。ヒートパイプ４３は、互いにＸ方向に離れて一対設けられた第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂと、一対の第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂの間においてＸ方向に互いに離れて一対設けられた第２ヒートパイプ４９ａ，４９ｂと、を含む。第２ヒートパイプ４９ａ，４９ｂは、第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂよりも長い。
図５、図９及び図１０に示されるように、隣接するヒートパイプ４３は、Ｕ字状の向き（Ｕ字状の開口側の方向）が１８０°異なる。具体的には、隣接しない第１ヒートパイプ４８ａ及び第２ヒートパイプ４９ｂは、ベースプレート４１と接するようにＹ方向に沿って後側に直線状に延びた後、上側且つ前側に曲がるように延び、Ｙ方向に沿って前側に直線状に延びる。隣接しない第１ヒートパイプ４８ｂ及び第２ヒートパイプ４９ａは、ベースプレート４１と接するようにＹ方向に沿って前側に直線状に延びた後、上側且つ後側に曲がるように延び、Ｙ方向に沿って後側に直線状に延びる。ヒートパイプ４３は、その直線状に延びる部分が複数の放熱フィン４２にロウ付けされて固定されている。
仕切り板４４は、その上端面が放熱フィン４２の上端面と同じ平面上に位置するように設けられている。仕切り板４４は、Ｚ方向において、その下端が放熱フィン４２の中央とベースプレート４１との間に位置するように延びる。つまり、上述したように、仕切り板４４の下端は、ベースプレート４１から離れている。仕切り板４４は、Ｙ方向において、全ての放熱フィン４２と交差するように延びる。
仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２に形成されたスリット４６に挟まっている。スリット４６は、ベースプレート４１側とは反対側に開口し且つＹ方向に開口する。仕切り板４４の厚さは、スリット４６のＸ方向における幅以下である。スリット４６は、Ｘ方向において、隣り合う第１ヒートパイプ４８ａと第２ヒートパイプ４９ａとの間、及び、隣り合う第１ヒートパイプ４８ｂと第２ヒートパイプ４９ｂとの間のそれぞれに設けられている。つまり、仕切り板４４は、隣り合う第１ヒートパイプ４８ａと第２ヒートパイプ４９ａとの間、及び、隣り合う第１ヒートパイプ４８ｂと第２ヒートパイプ４９ｂとの間のそれぞれに設けられている。
図５及び図１２に示されるように、ダクト７の下端部（ヒートシンク４側の端部）は、ヒートシンク４の放熱フィン４２に形成された溝４７に差し込まれている。具体的には、ダクト７の下端部においては、Ｘ方向に対向する一対の側壁（Ｘ方向を厚さ方向とする板状部分）が下方に突出する。溝４７は、上側に開口し且つＹ方向に開口する。溝４７は、複数の放熱フィン４２の上端部においてスリット４６と連なるように設けられている。
ダクト７の下端部の厚さは、溝４７のＸ方向における幅以下である。ダクト７の下端部は、熱伝導グリス（熱伝導材）を介して溝４７に圧入されている。これにより、ダクト７の下端部は、複数の放熱フィン４２に熱的に接続されつつ固定されると共に、仕切り板４４のＸ方向の外側に重なるように当接する。その結果、複数の放熱フィン４２において仕切り板４４で仕切られてなる内側部分４２ｙが、ダクト７の内部と気密に連通する。熱伝導グリスとしては、特に限定されず、種々のグリスを用いることができる。
上述したように、筐体２の内部には、図８に示されるバッファ空間ＢＦが形成されている。バッファ空間ＢＦは、ヒートシンク４の一対の外側部分４２ｘにおける複数の放熱フィン４２の間に上側からエアを流入させる流路を構成する。
以上、ヒートシンク４では、複数の放熱フィン４２にベースプレート４１側とは反対側からエアが流入した場合、仕切り板４４の存在により、当該エアは、複数の放熱フィン４２の間において、ベースプレート４１側へ流れた後にＸ方向に流れて折り返し、ベースプレート４１から離れる側へ流れる。したがって、複数の放熱フィン４２の間にエアを効果的に流すことができ、冷却効率（放熱効率）を高めることが可能となる。また、仕切り板４４の存在により、複数の放熱フィン４２の間におけるエアの流れを整流することができ、エアを効果的に流すことができ、冷却効率を高めることが可能となる。その結果、ヒートシンク４及びそれを備えた活性エネルギ照射装置１の小型化及び軽量化が可能となる。
ヒートシンク４では、仕切り板４４における下端は、ベースプレート４１から離れている。この場合、仕切り板４４における下端とベースプレート４１との間をエアが流れる空間とすることができる。複数の放熱フィン４２の間においてベースプレート４１側がその反対側よりもエアがＸ方向に通過する構成を、具体的に実現することができる。
ヒートシンク４では、仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２にロウ付けされている。これにより、複数の放熱フィン４２と仕切り板４４とを熱的に接続し、仕切り板４４により複数の放熱フィン４２の熱を効果的に拡散させることができる。
ヒートシンク４では、複数の放熱フィン４２には、ベースプレート４１側とは反対側に開口するスリット４６が形成されている。仕切り板４４は、複数の放熱フィン４２のスリット４６に挟まっている。この場合、仕切り板４４を容易に設けることができる。仕切り板４４を複数の放熱フィン４２に確実に固定することができる。
ヒートシンク４では、仕切り板４４は、互いに離れて一対設けられている。一対の仕切り板４４により複数の放熱フィン４２を仕切ることができる。
ヒートシンク４は、複数の放熱フィンに埋め込まれるように設けられたヒートパイプ４３を備えている。この場合、ヒートパイプ４３を利用して効果的に放熱させること可能となる。
ヒートシンク４では、ヒートパイプ４３は、一対設けられた第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂと、一対の第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂの間に一対設けられ第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂよりも長い第２ヒートパイプ４９ａ，４９ｂと、を有する。仕切り板４４は、隣り合う第１ヒートパイプ４８ａと第２ヒートパイプ４９ａとの間、及び、隣り合う第１ヒートパイプ４８ｂと第２ヒートパイプ４９ｂとの間のそれぞれに設けられている。
この場合、例えば、複数の放熱フィン４２の間において、下方へ流れるエアを第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂに接触させた後、折り返して上方へ流れるエアを第２ヒートパイプ４９ａ，４９ｂに接触させることが可能となる。つまり、複数の放熱フィン４２の間を流れるエアについて、温度がまだ比較的低い状態では第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂに接触させ、その後に温度が上がった状態では、放熱能が第１ヒートパイプ４８ａ，４８ｂよりも高い第２ヒートパイプ４９ａ，４９ｂに接触させることが可能となる。これにより、ヒートパイプ４３を利用して均一的に放熱させることができる。
ヒートシンク４では、複数の放熱フィン４２のそれぞれには、上方に開口する溝４７が形成されている。この場合、溝４７を利用してダクト７を放熱フィン４２に係合させることが可能となる。
活性エネルギ照射装置１は、ヒートシンク４、ＬＥＤ素子３２及び筐体２を備える。筐体２内には、複数の放熱フィン４２の間に上側からエアを流入させる流路としてバッファ空間ＢＦが設けられている。これにより、ヒートシンク４に流入したエアは、複数の放熱フィン４２の間をベースプレート４１側に流れた後、Ｘ方向に折り返し、複数の放熱フィン４２の間をベースプレート４１から離れる側へ流れる。したがって、複数の放熱フィン４２の間にエアを効果的に流すことができ、冷却効率を高めることが可能となる。
活性エネルギ照射装置１では、一対の仕切り板４４は、ヒートシンク４の複数の放熱フィン４２を、一対の外側部分４２ｘとその間の内側部分４２ｙとに仕切る。筐体２の内部には、一対の外側部分４２ｘのそれぞれにおける複数の放熱フィン４２の間に上側からエアを流入させる流路として、バッファ空間ＢＦが設けられている。これにより、ヒートシンク４に流入したエアは、一対の外側部分４２ｘのそれぞれにおける複数の放熱フィン４２の間をベースプレート４１側に流れた後、Ｘ方向に折り返して合流し、内側部分４２ｙにおける複数の放熱フィン４２の間をベースプレート４１から離れる側へ流れる。したがって、複数の放熱フィン４２の間にエアを効果的に流すことができ、冷却効率を高めることが可能となる。高温化しやすいＸ方向の両端側のＬＥＤ素子３２を優先的に冷却し、複数のＬＥＤ素子３２の温度を均一化でき、複数のＬＥＤ素子３２で照射ムラが生じるのを抑制することが可能となる。
活性エネルギ照射装置１では、放熱フィン４２の溝４７には、ダクト７におけるベースプレート４１側の一端部が差し込まれている。これにより、溝４７を利用してダクト７を放熱フィン４２に係合することができ、ダクト７と放熱フィン４２との接続においてパッキン等のシール部材を不要にすることが可能となる。
活性エネルギ照射装置１では、放熱フィン４２の溝４７には、ダクト７におけるベースプレート４１側の一端部が熱伝導グリスを介して差し込まれている。熱伝導グリスにより、複数の放熱フィン４２からダクト７へ熱を効果的に移動させることができる。なお、熱伝導グリスに代えて、他の熱伝導材を用いてもよい。他の熱伝導材としては、例えば熱伝導シート、熱伝導テープ、熱伝導ゲル及び熱伝導パッド等が挙げられる。
活性エネルギ照射装置１では、ＬＥＤ素子３２が紫外線を照射する。これにより、活性エネルギ照射装置１を紫外線を照射する装置として用いることができる。
活性エネルギ照射システム１００は、活性エネルギ照射装置１を複数備え、複数の活性エネルギ照射装置１は、Ｘ方向において互いに当接するように並べられている。Ｘ方向において互いに当接するように複数の活性エネルギ照射装置１が並べられる場合、各活性エネルギ照射装置１では、隣接する他の活性エネルギ照射装置１の影響により、複数のＬＥＤ素子３２が高温化（特に、Ｘ方向の両端側のＬＥＤ素子３２が高温化）しやすい。この点、活性エネルギ照射システム１００では、活性エネルギ照射装置１を備えることから、冷却効率を高めることができるため、複数のＬＥＤ素子３２が高温化することを抑制することが可能となる。
図１３は、活性エネルギ照射装置１におけるＬＥＤ基板３の周辺のサーモカメラ画像を示す図である。図１３は、筐体２の下壁２ｂを下方から見た画像である。図１３に示されるように、活性エネルギ照射装置１では、複数のＬＥＤ基板３（複数のＬＥＤ素子３２（図３参照））の温度部分が均一化するように冷却できることを確認できる。なお、図示する例では、複数のＬＥＤ基板３の温度分布が２℃以内の温度勾配で均一化できている。
本発明の一態様は、上記実施形態に限定されない。
上記実施形態では、ヒートシンク４の仕切り板４４における下端がベースプレート４１から離れているが、複数の放熱フィン４２の間においてベースプレート４１側がその反対側よりもエアがＸ方向に通過するように構成できれば、この構成に限定されず、以下のように構成してもよい。
例えば、仕切り板４４におけるベースプレート４１側に、エアを通過させる通気部（例えば孔又はメッシュ部等）が設けられていてもよい。この場合、通気部をエアが通過する空間とすることができる。複数の放熱フィン４２の間においてベースプレート４１側がその反対側よりもエアがＸ方向に通過する構成を、具体的に実現することが可能となる。
例えば、仕切り板４４は、メッシュ部を有し、メッシュ部におけるベースプレート４１側は、メッシュ部におけるベースプレート４１側とは反対側よりも開口率が大きくてもよい。この場合、メッシュ部をエアが通過する空間とすると共に、メッシュ部のベースプレート４１側をエアがより通過する空間とすることができる。複数の放熱フィン４２の間においてベースプレート４１側がその反対側よりもエアがＸ方向に通過する構成を、具体的に実現することが可能となる。
上記実施形態では、ヒートシンク４が仕切り板４４を有するが、仕切り板４４に限定されず、ヒートシンク４を仕切ることができる部材であれば、その他の種々の仕切り部材を有していてもよい。上記実施形態では、活性エネルギ照射部としてのＬＥＤ素子３２は紫外線を照射するが、活性エネルギ照射部は、電子線を照射してもよい。この場合、活性エネルギ照射装置を電子線を照射する装置として用いることができる。
上記実施形態では、ヒートシンク４はＬＥＤ素子３２の放熱のために用いられており、ＬＥＤ素子３２を発熱部としているが、ヒートシンク４の放熱の対象となる発熱部は、ＬＥＤ素子３２に限定されず、その他の発熱部であってもよい。上記実施形態では、ヒートシンク４の放熱フィン４２の溝４７にダクト７の下端部が差し込まれているが、溝４７に差し込まれる対象はダクト７に限定されず、他の部材であってもよい。この場合、他の部材を溝４７を利用して放熱フィン４２に係合させることが可能となる。
上記実施形態では、ダクト７を矩形管形状としたが、ダクト７の形状は特に限定されず、例えばその他の多角管形状であってもよい。上記実施形態では、排気部６がファン６１を有しているが、排気部６の構成は特に限定されない。例えば排気部６は、ファン６１を有さずに、エア及び不活性ガスを室外へ排出する配管を有していてもよい。この場合、当該配管の下流側の接続先にて、エア及び不活性ガスがブロア等により圧送してもよい。
上記実施形態では、ダクト７の直線部７１及び拡大部７２の周囲にエア存在領域が存在しているが、直線部７１及び拡大部７２の何れか一方の周囲のみにエア存在領域が存在していてもよいし、直線部７１の一部又は拡大部７２の一部の周囲のみにエア存在領域が存在していてもよい。
上記実施形態では、不活性ガス吸引部９を筐体２にネジ等の締結具により着脱可能に取り付けたが、着脱可能に取り付ける構成は特に限定されず、公知の構成を利用することができる。例えば不活性ガス吸引部９を筐体２に対してスライドさせることで、不活性ガス吸引部９を筐体２に着脱可能に取り付けられてもよい。
上記実施形態では、一対の仕切り板４４が設けられたヒートシンク４を用いたが、ヒートシンク４における仕切り板４４の数は限定されず、１枚であってもよいし複数枚であってもよい。例えば図１４に示されるように、上述したヒートシンク４（図１０参照）において内側部分４２ｙをＸ方向に仕切るように仕切り板４４が更に設けられたヒートシンク４Ｚを用いてもよい。更に設けられた仕切り板４４は、Ｘ方向において第２ヒートパイプ４９ａ，４９ｂの間に配置される。
図１４に示される例では、一対の仕切り板４４により複数の放熱フィン４２が一対の外側部分４２ｘと内側部分４２ｙとに仕切られると共に、これらの一対の仕切り板４４の間に更に設けられた仕切り板４４により、内側部分４２ｙが第１内側部分４２ｙ１と第２内側部分４２ｙ２とに仕切られている。このようなヒートシンク４において、エアは、一対の外側部分４２ｘそれぞれの複数の放熱フィン４２の間をＺ方向に沿ってベースプレート４１側に流れた後、仕切り板４４とベースプレート４１との間を通って上方に折り返すように流れる。そして、エアは、第１内側部分４２ｙ１及び第２内側部分４２ｙ２それぞれの複数の放熱フィン４２の間をＺ方向に沿ってベースプレート４１から離れるように流れ、ダクト７内へ流入する。なお、例えばヒートシンク４においてヒートパイプ４３の数を上記実施形態よりも増やした場合に、複数のヒートパイプ４３のうちＸ方向に隣接する一対のヒートパイプ４３の間に仕切り板４４が存在していなければ、そこに仕切り板４４を更に設けてもよい。
上記実施形態では、活性エネルギ照射システム１００は、Ｘ方向に一列に並べられた複数の活性エネルギ照射装置１を備えるが、これに限定されない。本発明の一態様に係る活性エネルギ照射装置の数及びその配置は、特に限定されず、システムの仕様等に応じて適宜に変更してもよく、例えば図１５に示される活性エネルギ照射システム１００Ｚのように構成してもよい。活性エネルギ照射システム１００Ｚは、固定プレート１１に固定されＸ方向に当接するように並べられた複数の活性エネルギ照射装置１Ｚからなるユニットを、一対備えている。図１５に示される例では、Ｙ方向において、活性エネルギ照射装置１Ｚはその背面（後面）が当接するように並べられている。活性エネルギ照射装置１Ｚは、不活性ガス供給部８を備えていない以外は活性エネルギ照射装置１（図２参照）と同様に構成されている。なお、図１及び図１５に示されるように、複数の活性エネルギ照射装置１，１Ｚは、その筐体２の冷却面（筐体２の内部におけるヒートシンク４に通過する前のエアが存在する領域に隣接する、筐体２の壁面）が当接（連結）可能である。
上記実施形態において、ヒートシンク４，４Ｚでは、Ｙ方向から見て、スリット４６を構成する辺のうち、対向する一対の辺の少なくとも一方は、スリット４６の内側に入り込むように曲がっていてもよい。この場合、仕切り板４４をスリット４６内に挟まるように挿入したとき、当該辺が曲かっていることに起因してスリット４６の内面がバネ（かしめ）として働き、仕切り板４４と放熱フィン４２との接触を確実なものとし、これらの間で熱を効果的に伝わるようにすることができる。
上述した実施形態及び変形例における各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。また、上述した実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。
１，１Ｚ…活性エネルギ照射装置、２…筐体、４，４Ｚ…ヒートシンク、５…吸気部、６…排気部、７…ダクト、８…不活性ガス供給部、９…不活性ガス吸引部、３２…ＬＥＤ素子（発熱部，活性エネルギ照射部）、４２…放熱フィン、４２ｘ…外側部分、４２ｙ…内側部分、４３…ヒートパイプ、４４…仕切り板（仕切り部材）、４６…スリット、４７…溝、４８ａ，４８ｂ…第１ヒートパイプ、４９ａ，４９ｂ…第２ヒートパイプ、１００，１００Ｚ…活性エネルギ照射システム、ＢＦ…バッファ空間（流路）。

Claims (17)

  1. 発熱部と熱的に接続されるベースプレートと、
    前記ベースプレートの表面上に立設され、前記表面に沿う第１方向に隙間をあけて並べられた複数の放熱フィンと、
    複数の前記放熱フィンと交差するように設けられ、前記表面に沿い且つ前記第１方向と交差する第２方向において複数の前記放熱フィンを仕切る仕切り部材と、を備え、
    前記仕切り部材は、複数の前記放熱フィンの間において前記ベースプレート側が前記ベースプレート側とは反対側よりもエアが前記第２方向に通過するように、複数の前記放熱フィンを仕切る、ヒートシンク。
  2. 前記仕切り部材における前記ベースプレート側の端は、前記ベースプレートから離れている、請求項１に記載のヒートシンク。
  3. 前記仕切り部材における前記ベースプレート側には、エアを通過させる通気部が設けられている、請求項１又は２に記載のヒートシンク。
  4. 前記仕切り部材は、メッシュ部を有し、
    前記メッシュ部における前記ベースプレート側は、前記メッシュ部における前記ベースプレート側とは反対側よりも開口率が大きい、請求項１～３の何れか一項に記載のヒートシンク。
  5. 前記仕切り部材は、複数の前記放熱フィンにロウ付けされている、請求項１～４の何れか一項に記載のヒートシンク。
  6. 複数の前記放熱フィンには、前記ベースプレート側とは反対側に開口するスリットが形成され、
    前記仕切り部材は、複数の前記放熱フィンの前記スリットに挟まっている、請求項１～５の何れか一項に記載のヒートシンク。
  7. 前記第１方向から見て、前記スリットを構成する辺のうち、対向する一対の辺の少なくとも一方は、前記スリットの内側に入り込むように曲がっている、請求項６に記載のヒートシンク。
  8. 前記仕切り部材は、互いに離れて一対設けられている、請求項１～７の何れか一項に記載のヒートシンク。
  9. 複数の前記放熱フィンに埋め込まれるように設けられ、複数の前記放熱フィンと熱的に接続されたヒートパイプを備える、請求項１～６の何れか一項に記載のヒートシンク。
  10. 前記ヒートパイプは、
    複数の前記放熱フィンに埋め込まれるように互いに離れて一対設けられた第１ヒートパイプと、
    複数の前記放熱フィンにおける一対の前記第１ヒートパイプの間に埋め込まれるように互いに離れて一対設けられ、前記第１ヒートパイプよりも長い第２ヒートパイプと、を有し、
    前記仕切り部材は、隣り合う前記第１ヒートパイプの一方と前記第２ヒートパイプの一方との間、及び、隣り合う前記第１ヒートパイプの他方と前記第２ヒートパイプの他方との間のそれぞれに設けられている、請求項９に記載のヒートシンク。
  11. 複数の前記放熱フィンのそれぞれには、前記ベースプレート側とは反対側に開口する溝が形成されている、請求項１～１０の何れか一項に記載のヒートシンク。
  12. 請求項１～１１の何れか一項に記載のヒートシンクと、
    前記ヒートシンクの前記ベースプレートと熱的に接続され、少なくとも所定方向に沿って並ぶ複数の活性エネルギ照射部と、
    前記ヒートシンク及び前記活性エネルギ照射部を収容する筐体と、を備え、
    前記筐体内には、複数の前記放熱フィンの間に前記ベースプレート側とは反対側からエアを流入させる流路が設けられている、活性エネルギ照射装置。
  13. 請求項８又は１０に記載のヒートシンクと、
    前記ヒートシンクの前記ベースプレートと熱的に接続され、少なくとも所定方向に沿って並ぶ複数の活性エネルギ照射部と、
    前記ヒートシンク及び前記活性エネルギ照射部を収容する筐体と、を備え、
    前記ヒートシンクの一対の前記仕切り部材は、前記ヒートシンクの複数の前記放熱フィンを、前記所定方向における外側に位置する一対の外側部分と、一対の前記外側部分の間に位置する内側部分と、に仕切り、
    前記筐体内には、一対の前記外側部分における複数の前記放熱フィンの間に前記ベースプレート側とは反対側からエアを流入させる流路が設けられている、活性エネルギ照射装置。
  14. 請求項１１に記載のヒートシンクと、
    前記ヒートシンクの前記ベースプレートと熱的に接続され、少なくとも所定方向に沿って並ぶ複数の活性エネルギ照射部と、
    前記ヒートシンク及び前記活性エネルギ照射部を収容する筐体と、
    前記筐体に設けられ、前記ヒートシンクを通過したエアを前記筐体外へ排出する排気部と、
    前記筐体内における前記ヒートシンクと前記排気部との間に設けられ、前記ヒートシンクを通過したエアを前記排気部へ流通させるダクトと、を備え、
    前記溝には、前記ダクトにおける前記ベースプレート側の一端部が差し込まれている、活性エネルギ照射装置。
  15. 前記溝には、前記ダクトにおける前記ベースプレート側の一端部が、熱伝導材を介して差し込まれている、請求項１４に記載の活性エネルギ照射装置。
  16. 前記活性エネルギ照射部は、紫外線又は電子線を照射する、請求項１２～１５の何れか一項に記載の活性エネルギ照射装置。
  17. 請求項１２～１６の何れか一項に記載の活性エネルギ照射装置を複数備え、
    複数の前記活性エネルギ照射装置は、前記所定方向において互いに当接するように並べられている、活性エネルギ照射システム。
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